电子夹层使热电性能提高一倍

根据发表在“自然通讯”杂志上的一项新研究，来自北海道大学的研究人员及其在日本和台湾的同事通过显着缩小扩散电子移动的空间，提高了将废热转化为可用电的能力。

化石燃料产生的能源中有60%以上是废热。解决该问题的一种方法是将浪费的热量转换成电能，称为热电能量转换。然而，由于材料内所需性质之间存在折衷关系，因此难以提高转化率。

当存在温差时，热电材料将热量转换为电能，这种现象称为塞贝克效应。科学家们一直在研究将电子限制在狭窄空间的方法，以此来提高转换率。2007年，研究人员建造了一种人造超晶格，由超薄层构成，夹在厚厚的绝缘层之间。该方法产生更高的电压但不提高转化率。研究人员预测，如果具有较长德布罗意波长的电子(这意味着它们更加分散)被限制在一个狭窄的导电层中，那么性能可以得到显着提高，但尚未通过实验证明。

由北海道大学的HiromichiOhta领导的研究小组设计了一种超晶格，与以前的实验相比，电子的扩散范围扩大了30%。这导致更高的电压并使先前方法记录的热电转换率加倍。

“这是朝着减少发电厂，工厂，汽车，计算机甚至人体所浪费的热量迈出的重要一步”，北海道大学的HiromichiOhta说。

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